人教版八年级物理上册举一反三系4.4光的折射同步练习(原卷版+解析)

4.4光的折射（原卷版）本节学习目标1.认识光的折射现象；2.理解光的折射定律；3.会利用光的折射解释生活中的常见现象；4.理解光的折射实验探究过程。要点一光的折射现象及应用1.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。2.基本概念概念定义图示入射光线照射到两种介质分界面的光线AO折射光线光进入另一种介质被折射后的光线OB法线垂直于两介质分界面的直线MN入射角入射光线与法线的夹角i折射角折射光线与法线的夹角θ3.生活中光的折射现象：（1）筷子“弯折”；（2）池水变浅；（3）海市蜃楼。要点诠释：（1）光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。如下图：（2）在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。（3）光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。（4）在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。【例】（2023·牡丹江）下列现象由光的折射形成的是（）。A.手影B.对镜画脸谱C.铅笔“折断”D.日食【变式1】（2023·恩施州）从岸边看池水不深，在没有安全保障情况下切记不要下水。池水看起来变浅，是因为（）。A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.都有可能【变式2】（2023·鄂州）如图所示，水池边有一路灯S，路灯上方有一平面镜，S发出的光能经反射后射入水中，请画出：（1）S在平面镜中所成的像；（2）经反射后过A点的反射光线；（3）照射到水池底的光路图。【变式3】（2023·连云港）下列四个现象中，形成原因与其他三个不同的是（）。A.平静水面下树木的倒影；B.雨后天空出现美丽的彩虹；C.放在水中的铅笔看起来弯折；D.游泳池的底部看起来比实际深度浅要点二光的折射定律1.光的折射规律：（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面）（2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居）（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；（4）入射角增大时，折射角也随着增大；2.在光的折射现象中光路是可逆的。要点诠释：（1）两角关系：1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；2）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角；3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。（2）光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。【例】（2023·赤峰）探究光折射时折射角与入射角的关系，如图所示，使一束光从甲介质斜射入乙介质，测量并记录入射角和折射角大小；改变光束射向O点的角度，进行多次实验，数据如下表所示：实验次数1234入射角10°20°30°40°折射角15.1°30.7°48.6°73.8°（1）光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角________入射角；折射角随着入射角的增大而________；（2）做完第4次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为40°，这说明在折射现象中，________。【变式1】（2023·北京）一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（）。A.BO是入射光，OA是反射光；B.AO是入射光，OC是折射光；C.∠AOM是入射角，∠BON是反射角；D.光若沿CO入射，将沿OA和OB射出【变式2】下列光现象与海市蜃楼形成原理相同的是（）。A．潜望镜；B．瞄准鱼的下方才能叉到色；C．手影 ；D．有趣的倒影【变式3】（2023·泰安）“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载，下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是（）。A.树木在水中的倒影 B.池水看起来比实际的浅C.树荫下圆形的光斑 D.阳光下人的影子要点三光的折射作图【例】（2023·潍坊）为测量容器中水的深度，一同学将刻度尺竖直插入水中，如图所示。从A处向水中看去，看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点，同时看到水中D点的像也位于C点。请据此：（1）用虚线画出水面位置；（2）完成看到D点的光路图。【变式1】（2023·日照）一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上，其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。【变式2】（2023·广安）如图所示，一束光从水里斜射入空气中，请在图中画出反射光线和大致的折射光线。【变式3】（2023·泸州）一束激光从空气中以图示角度射入水中，其反射光线与折射光线刚好垂直。请在图中画出折射光线，并标出折射角的角度大小。

4.4光的折射（解析版）本节学习目标1.认识光的折射现象；2.理解光的折射定律；3.会利用光的折射解释生活中的常见现象；4.理解光的折射实验探究过程。要点一光的折射现象及应用1.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。2.基本概念概念定义图示入射光线照射到两种介质分界面的光线AO折射光线光进入另一种介质被折射后的光线OB法线垂直于两介质分界面的直线MN入射角入射光线与法线的夹角i折射角折射光线与法线的夹角θ3.生活中光的折射现象：（1）筷子“弯折”；（2）池水变浅；（3）海市蜃楼。要点诠释：（1）光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。如下图：（2）在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。（3）光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。（4）在生活中，我们常见的折射现象很多，如：看清澈的池水，池水水底变浅；在岸上看到的鱼接近于水面；透过玻璃砖看物体发生了错位；水杯中的筷子好像弯折了；“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。【例】（2023·牡丹江）下列现象由光的折射形成的是（）。A.手影B.对镜画脸谱C.铅笔“折断”D.日食【答案】C。【解析】AD．影子的形成、日食、月食都是光遇到不透明的物体后无法穿过物体继续传播形成的，属于直线传播形成的，故A、D不符合题意；B．对着镜子画脸谱，属于平面镜成像，是光的反射原理，故B不符合题意；C．水中的“断笔”是笔反射的光从水中斜射入空气中时，传播方向发生改变，人眼逆着折射光线看去，看到笔“被折断”，属于光的折射，故C符合题意。故选C。【变式1】（2023·恩施州）从岸边看池水不深，在没有安全保障情况下切记不要下水。池水看起来变浅，是因为（）。A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.都有可能【答案】C。【解析】池水看起来也变浅了，是池底反射的光线到水面处发生折射，折射光线远离法线，眼睛逆着折射光线看来，看到池底的像比实际位置偏高，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。【变式2】（2023·鄂州）如图所示，水池边有一路灯S，路灯上方有一平面镜，S发出的光能经反射后射入水中，请画出：（1）S在平面镜中所成的像；（2）经反射后过A点的反射光线；（3）照射到水池底的光路图。【解析】（1）（2）（3）据平面镜的成像特点，过S作MN垂线，据像到镜面的距离与物到镜面的距离相等，作出像点S′；连接S′A与MN相交于O点，光线OA是S射向MN的光线经反射后的过A点的反射光线；光线OA斜射向水面时发生折射，折射角小于入射角，可大概作出折射光线，且折射光线射向池底的B点。作图如下：【变式3】（2023·连云港）下列四个现象中，形成原因与其他三个不同的是（）。A.平静水面下树木的倒影；B.雨后天空出现美丽的彩虹；C.放在水中的铅笔看起来弯折；D.游泳池的底部看起来比实际深度浅【答案】A。【解析】A．平静水面下树木的倒影属于平面镜成像，是光的反射形成的；B．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，光的色散是光的折射形成的；C．水中铅笔看起来变弯折，这是因为光从水中斜射入空气中时发生了折射现象；D．池底的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了。四个现象中，形成原因与其他三个不同的是A。故选A。要点二光的折射定律1.光的折射规律：（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面）（2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居）（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；（4）入射角增大时，折射角也随着增大；2.在光的折射现象中光路是可逆的。要点诠释：（1）两角关系：1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；2）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角；3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。（2）光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。【例】（2023·赤峰）探究光折射时折射角与入射角的关系，如图所示，使一束光从甲介质斜射入乙介质，测量并记录入射角和折射角大小；改变光束射向O点的角度，进行多次实验，数据如下表所示：实验次数1234入射角10°20°30°40°折射角15.1°30.7°48.6°73.8°（1）光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角________入射角；折射角随着入射角的增大而________；（2）做完第4次实验后，同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为40°，这说明在折射现象中，________。【答案】①.大于；②.增大；③.光路是可逆的。【解析】（1）[1][2]由表中数据可知，当光从甲介质斜射入乙介质发生折射时，折射角大于对应的入射角，且随着入射角的增大，折射角也跟着增大。（2）[3]当光从甲介质斜射入乙介质折射角为40°时，折射角为73.8°；当一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质，测得折射角恰好为40°，这说明在折射现象中，光路是可逆的。【变式1】（2023·北京）一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是（）。A.BO是入射光，OA是反射光；B.AO是入射光，OC是折射光；C.∠AOM是入射角，∠BON是反射角；D.光若沿CO入射，将沿OA和OB射出【答案】B。【解析】ABC．如图：过点O作法线PQ，由于反射时反射光线和入射光线位于法线两侧；折射时折射光线和入射光线也位于法线两侧，所以图中AO是入射光线、OB是反射光线、OC是折射光线。∠AOP是入射角，∠BOP是反射角，故B正确，AC错误；D．折射时光路是可逆的，所以光若沿CO入射，将沿OA射出，故D错误。故选B。【变式2】下列光现象与海市蜃楼形成原理相同的是（）。A．潜望镜；B．瞄准鱼的下方才能叉到色；C．手影 ；D．有趣的倒影【答案】B。【解析】海市蜃楼是由光在不均匀的大气中传播时，发生折射形成的；A、潜望镜利用的是平面镜成像，属于光的反射现象，故A错误；B、水中鱼的位置看起来比实际位置高属于光的折射现象，所以瞄准鱼的下方才能叉到鱼，故B正确；C、手影的成因是光的直线传播，故C错误；D、水中的倒影是因为平静的水面就像一面镜子，是平面镜成像，属于一种光的反射现象，故D错误。故选：B。【变式3】（2023·泰安）“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载，下列光现象中与“海市蜃楼”形成原理相同的是（）。A.树木在水中的倒影 B.池水看起来比实际的浅C.树荫下圆形的光斑 D.阳光下人的影子【答案】B。【解析】“海市蜃楼”形成原理是光在不均匀介质中的折射现象。A．树木在水中的倒影是平面镜成像，利用的是光的反射，故A不符合题意；B．池水看起来比实际的浅是因为光在水与空气两种介质中发生折射，故B符合题意；CD．树荫下圆形的光斑、阳光下人的影子都是光的直线传播现象，故CD不符合题意。故选B。要点三光的折射作图【例】（2023·潍坊）为测量容器中水的深度，一同学将刻度尺竖直插入水中，如图所示。从A处向水中看去，看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点，同时看到水中D点的像也位于C点。请据此：（1）用虚线画出水面位置；（2）完成看到D点的光路图。【解析】为测量容器中水的深度，一同学将刻度尺竖直插入水中，如图所示。从A处向水中看去，看到刻度尺上B点在水中所成的像位于C点，根据平面镜成像时，像与物到镜面的距离相等，则水面在BC的中点处，根据BC长度为30.0cm-10.0cm=20.0cm则水面在20.0cm刻度处，如图所示，同时看到水中D点的像也位于C点，连接AC与水面相交点O是